Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Предварительные удельные давления на запирающих поверхностях манжет
Для наружной лопасти манжеты (см. рис. 7) р0в ние Sfu известно. В этом случае получим
Poh =
_ 3 Eeta (4-гр
2'в + 'н
О значе-(7)
J00 d вала мм
5) / * PoeyMCfCMz
20j
18
16
12
10
в
/ Л
к / \
V
\г
50 100 150 200 250 і$алаумм
Рис. 1. График предварительных удельных давлений для резиновых уплотнительных колец (без давления жидкости) при E = 70 кгс/см2: а — значения рт\ б — значения ров;
н шах
Для внутренней лопасти р0н = 0; зная etB, получим
з EetJrl-г*\
Проведенные вычисления для отдельных уплотнений с целью выявления порядка величины предварительных удельных давлений, возникающих на уплотняемых поверхностях при сборке, показывают, что имеем:
у манжеты р0н = 0,02Sr 1,3 кгс/см2; р0в = 0,01 -т-2,7 кгс/см2; у кольца (ГОСТ 9833—61) при относительном сжатии при сборке е = 15% ро„ = 8-5-14 кгс/см2; р0в = 9-і- 16 кгс/см2 (рис. 1). Меньшие значения р0н, р0в соответствуют уплотнениям большего диаметра (0,3 м) и большие значения р0н, р0в — уплотнениям меньшего диаметра (0,01 м).
Полученные значения р0 зависят от материала уплотнений, так как они прямо пропорциональны модулю упругости Е. При расчетах принят для резины Ея& 70 кгс/см2.
Определение удельных давлений, возникающих под действием давления запираемой жидкости
Большинство контактных уплотняющих деталей представляет собой разновидности мягких колец или комбинации из них.
При рассмотрении, какие отношения имеют место под дей-
¦сдвием рабочей среды, воспользуемся уравнениями Ляме, устанавливающими распределение напряжений в цилиндрическом і®іьц| (подробнее см. 1-е изд. настоящей книги).
§ Пуїем расчетов получены следующие результаты для различ-ЧфХІ^учаев применения резиновых уплотнительных колец.
¦¦у; ^Кольцо установлено свободно в канавке цилиндра. Если Йидкфть действует в осевом и радиальном (снаружи) направле-яцях* гто
Pr (2т— 1)г\ + г\
P im+i)r\ + (m-l)rl ’
гдеІІ?|, г о — соответственно наружный и внутренний радиусы шимая для резины т. = 2,22 (ц = 0,45), получим
1 Sg — «s; 1,07. р
2. р^ольцо поставлено без зазоров по боковым поверхностям. Жидкость действует снаружи в радиальном направлении. Для вну--тредшей поверхности кольца, прилегающей к штоку,
,2
Pr 2 (m — 1) г\
С учетом сил трения на боковых поверхностях кольца, очевидно,
имеем отношение —, близкое к значению для рассмотренного P
выше случая 1.
3. Кольцо поставлено без зазоров по внутренней и наружной поверхностям. Жидкость действует в осевом направлении. Такие кольца могут быть применены для уплотнения как поршня, так и штока.
В этом случае
^=-Ц; (И)
р т— 1 ’ ' '
для резины -у- «=< 0,82.
4. Кольцо установлено свободно в канавке поршня. Жидкость действует в осевом и радиальном (изнутри) направлениях. Тогда
Pr. = (2m—l)#Q-fflx
где R0— внутренний радиус кольца; Ri—наружный радиус кольца.
Для резины
I ^:0,82. р --
В этом случае давление на запирающих поверхностях меньше давления рабочей жидкости. Уплотнение не может под действием давления жидкости прекратить утечку, имевшую место при отсутствии давления. Уплотнение может работать только при наличии предварительного натяга.
5. Кольцо поставлено без зазоров по боковым плоскостям. Давление жидкости действует только изнутри в радиальном направлении.
При этом
для резины
pL = _2(m-l)Rl P (т — 2) Rl + mRl
I ^ 0.
P
Уплотнение работает при наличии предварительного натяга. Для уплотнения штоков лучше применять кольца, рассмотренные в пунктах 1, 2; для уплотнения поршней — в пункте 4.
И
6. УПЛОТНЕНИЕ КОЛЬЦАМИ, ПОСТАВЛЕННЫМИ С НАТЯГОМ
Уплотнение резиновыми кольцами
Широко применяемые резиновые кольца являются малогабаритными уплотнениями, обеспечивающими во многих случаях приемлемую степень надежности и долговечности.
На рис. 2 изображено уплотнение штока и поршня резиновыми кольцами. Размеры резиновых колец и рекомендуемых для них канавок предусмотрены ГОСТ 9833—61.
Уплотнения резиновыми кольцами применяются для запирания жидкости в подвижных соединениях при давлении до
Рис. 2. Уплотнение поршня и штока резиновыми кольцами:
1 — защитная шайба из фторопласта-4; 2 — резиновое кольцо
100 кгс/см2, а с применением защитных шайб из фторопласта — до 200 кгс/см2 и выше; в неподвижных соединениях — до 300 кгс/см2 и выше.
Кольца могут применяться круглого, прямоугольного и Х-об-разного поперечного сечения. Уплотнения имеют малые потери на трение.
Диаметр поперечного сечения кольца принимают d = 1,4-ь -г-8,6 мм при диаметре цилиндра D от 5 до 400 мм. Материал колец — маслостойкая резина.
Устанавливающиеся на запирающих поверхностях перепады
давления рассмотрены выше. Для резиновых колец имеем —
0,82. Р
Наиболее благоприятным с точки зрения герметичности является случай, когда кольцо поставлено без зазора по боковым плоскостям, а жидкость подводится с наружной поверхности, в этом случае
